JP6982592B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、冷却ファンによる冷却風の風向きの切り換えにより熱交換器を清掃できる油圧ショベル等の建設機械に関し、特に冷却風の風向きの切り換え前に周囲の作業者に適切にその旨を知らせることができる建設機械に係る。

一般に、油圧ショベルに代表される建設機械は、車体の前部に作業機を搭載して構成されている。車体にはエンジン等の車載機器を覆う建屋カバーが備わっており、建屋カバーの内部には各種熱交換器とこれを冷却する冷却空気を生じさせる冷却ファンが収容されている。

ところで、建設機械は、例えば輸送船の船倉内における木材チップや石炭等の収集、金属スクラップの解体及び廃棄、産業廃棄物の分別といった塵埃が多い環境下で行う作業用途に用いられる機会も多い。冷却ファンによって建屋カバーに冷却風として吸い込まれる外気に多量の塵埃が同伴している場合、塵埃が付着して熱交換器が目詰りを起こし、これが熱交換器の冷却性能の低下や故障の一因とる。

冷却風の流通方向において熱交換器の上流側に塵埃を捕集するフィルタを設置することで熱交換器への塵埃の付着を抑制できるが、熱交換器は定期的に清掃し付着した塵埃を除去する必要がある。そこで、冷却風の風向きを逆転させて熱交換器やフィルタに付着した塵埃を吹き飛ばす機能が建設機械に備わっている場合がある。この風向きの逆転は、例えば一定時間の経過、冷媒の温度又はフィルタの前後差圧といった値が設定値に到達する等、予め定められた条件が満たされたら自動的に実行されるようにプログラムされている場合がある。この場合、条件が満たされると自動的に冷却風の風向きの逆転が実行されてしまい、建設機械の周囲で作業している作業者に向かって建屋カバーから塵埃が噴出する可能性がある。

それに対し、建屋カバーの開放が検出されると冷却ファンの逆回転が禁止され、建屋カバーの閉塞が検出されると逆回転が許容される機能が備わった建設機械が知られている（特許文献１参照）。この場合、原動機の稼働中でも保守点検のために建屋カバーが開放された状態で冷却ファンは逆回転しないため、点検作業中の作業者に向かって塵埃が噴出することがない。

特許第５０５８１８５号公報

しかし、特許文献１において冷却風の風向きの逆転が禁止される状況は建屋カバーの開放時のみであるため、例えば産業廃棄物処理現場において建設機械の周囲で分別作業をしている作業者に向かって塵埃が噴出する可能性には対処できない。冷却風の風向きを逆転させる場合には建設機械の周囲の作業者にその旨を事前に報知することが望ましい。しかし、報知から風向きの逆転の実行までの時間が短いと、塵埃が噴出するエリアからの作業者の移動が間に合わない可能性がある。反対に報知から風向きの逆転までに時間が空くと、作業者は十分な移動時間が確保される反面、冷却風の風向きが切り換わる頃合を見計らい難い。冷却風の風向きを切り換えるに当たっては、塵埃が噴出するエリアから作業者が移動する時間を適切に確保する一方で、移動し終えた作業者が風向きの切り換わるタイミングを適切に把握できるようにする必要がある。

本発明の目的は、冷却風の風向きを切り換えて熱交換器を清掃するに際に塵埃が噴出するエリアから作業者が移動する時間を十分に確保すると共に、移動し終えた作業者に風向きが切り換わるタイミングを適切に通知できる建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、キャブを有する車体、及び前記車体に設けられた作業機を備え、前記車体は、原動機、前記原動機を覆う建屋カバー、前記建屋カバーの内部に冷却風を発生させる冷却ファン、前記冷却ファンと対向して配置された熱交換器、前記車体の周囲に情報を報知出力する出力装置、及び前記冷却ファンによる冷却風を制御するコントローラを備えた建設機械において、前記コントローラは、前記冷却風の風向きの逆転について予め設定された実行条件が満たされた場合に第１報知出力を前記出力装置に指令した後、前記第１報知出力から設定時間後に第２報知出力を前記出力装置に指令し、前記冷却風の風向きを逆転させることを特徴とする。

本発明によれば、冷却風の風向きの切り換えに先行して出力装置による第１報知出力を実行し、建設機械の周囲で作業する作業者に塵埃が噴出するエリアからの移動を促すことができる。そして、作業者の移動が完了した頃合に出力装置による第２報知出力を実行して間もなく風向きを逆転させる旨を報知する。このように報知を２段階に分けることで、作業者は、冷却風の風向きを切り換えて熱交換器を清掃するに際に塵埃が噴出するエリアから作業者が移動する時間を十分に確保すると共に、移動し終えた作業者に風向きが切り換わるタイミングを適切に通知できる。

本発明の第１実施形態に係る建設機械の代表例であるクローラ式の油圧ショベルの外観構成を表す側面図 図１に示した建設機械に備えられた旋回体の平面図であってエンジンカバーを取り外した状態を表す図 図１に示した建設機械に備えられた旋回体の斜視図であってエンジンカバーを取り外した状態を表す図 図１に示した建設機械に備えられた旋回体の斜視図であってエンジンカバー及び建屋カバーを取り外した状態を表す図 図１に示した建設機械に備えられた旋回体の上部に設けた拡声器及び回転灯を表す斜視図 図１に示した建設機械に備わった駆動システムの要部の油圧回路図 図１に示した建設機械に備わったコントローラの構成を表す模式図 図１に示した建設機械に備わったコントローラによる出力装置の制御手順の一例を示すフローチャート 本発明の第２実施形態に係る建設機械に備わった駆動システムの要部の油圧回路図 図９に示した建設機械に備わったコントローラの構成を表す模式図 図９に示した建設機械に備わったコントローラによる出力装置の制御手順の一例を示すフローチャート

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

（第１実施形態）
−建設機械−
図１は本発明の第１実施形態に係る建設機械の代表例であるクローラ式の油圧ショベルの外観構成を表す側面図である。以下の説明において断り書きのない場合は運転席の前方（同図中では左方向）を機体の前方とする。但し、クローラ式の油圧ショベルの例示は本発明の適用対象を限定するものではなく、車体に作業機を取り付けた建設機械であれば、クレーンやホイール式の油圧ショベル等の他種の建設機械にも本発明は適用され得る。

図１に示した油圧ショベル１は自走式であり、走行体２及び旋回体３を有する車体と、作業機（フロント作業機）４を備えている。走行体２は建設機械を自走させるための基礎構造体であり、左右の履帯を有するクローラ式である。旋回体３はベースフレームをなす旋回フレーム５、キャブ（運転室）６、建屋カバー７、カウンタウェイト９等を備えている。旋回フレーム５は旋回輪を介して走行体２の上部に旋回可能に設けられている。キャブ６はオペレータが搭乗する運転室を画成するものであり、旋回フレーム５の前部左側に搭載されている。カウンタウェイト９は作業機４との重量バランスをとる錘であり、旋回フレーム５の後端に搭載されている。建屋カバー７はカウンタウェイト９とキャブ６の間に配置された動力室の外郭であり、動力室に配置されたエンジン１１（図２）等を覆っている。

また作業機４は土砂の掘削作業等を行うための多関節型の作業腕であり、旋回フレーム５の前部（キャブ６の右側）に取り付けられている。この作業機４は、旋回フレーム５に連結したブーム４ａ、ブーム４ａの先端に連結したアーム４ｂ、アーム４ｂの先端に連結したバケット４ｃを備えている。ブーム４ａはブームシリンダ４ｄにより、アーム４ｂはアームシリンダ４ｅにより、バケット４ｃはバケットシリンダ４ｆにより駆動される。ブーム４ａ、アーム４ｂ及びバケット４ｃは左右に延びる軸を支点にして回動し、作業機４は前後に延びる鉛直面に沿って動作する。バケット４ｃはアタッチメントであり、ブレーカやグラップル等の他のアタッチメントと交換可能である。

図示していないが、キャブ６の内部には、オペレータが座る運転席、オペレータが操作する各種操作装置、モニタ等が配置されている。主な操作装置としては、走行油圧モータ（不図示）による走行動作の操作入力に用いられる走行用操作レバー５３（図６）、旋回体３の旋回動作や作業機４の動作の操作入力に用いられる作業用操作レバー５４（図６）が備わっている。なお、オペレータによるレバー操作量を電気信号に変換してコントローラ３０（図６）に出力する電気式レバーを操作装置として用いた場合を図６で後述するが、油圧式の操作レバーを用いることもできる。この場合、操作量はパイロット圧を圧力センサで測定することでコントローラ３０に入力することができる。

−建屋カバー−
図２はエンジンカバーを取り外した旋回体の平面図、図３はその斜視図、図４は更に建屋カバーを取り外した状態を表す斜視図、図５は旋回体の上部に設けた拡声器及び回転灯を表す斜視図である。

建屋カバー７は、側面カバー７ａ（図３）及び上面カバー７ｂ（図５）を含んで構成されている。側面カバー７ａは本実施形態では建屋カバー７の左側面を構成し、後述する熱交換器１３やオイルクーラ１６に対して冷却風の流通方向における上流側（本例では左側）に位置している。側面カバー７ａには、建屋カバー７の内部に冷却風として外気を取り込むための吸気口７ｃが備わっている。上面カバー７ｂはオイルクーラ１６（後述）の上方に位置している。側面カバー７ａ及び上面カバー７ｂは旋回フレーム５に支持された複数のポスト５ａ（図４）に対して着脱可能に取り付けられている。また、上面カバー７ｂの上部には、車体の周囲の作業者に情報を報知出力する出力装置として、拡声器６１（図５）と回転灯６２（同）がボルトを用いて固定されている。拡声器６１と回転灯６２はコントローラ３０（図６）からの信号により制御され、視覚的に（例えば回転灯６２の点灯により）又は聴覚的に（例えば拡声器６１によるアラーム音の出力により）油圧ショベル１の周囲の作業者に情報が報知される。

建屋カバー７の内部には、エンジン１１、油圧ポンプ１２、第１冷却ファン１４、熱交換器１３、フィルタ１５（図６）、オイルクーラ１６、第２冷却ファン１７、油圧モータ１８（図６）等の車載機器が収容されている。

エンジン１１は原動機であり、クランク軸を左右方向に延ばした横置き姿勢で、建屋カバー７の中央（カウンタウェイト９の前側）に配置されて旋回フレーム５に搭載されている。エンジン１１の代わりに電動モータが原動機として用いられる場合もある。

油圧ポンプ１２はエンジン１１の右側に配置されており、エンジン１１により駆動されて作動油タンク２０から作動油を吸い込んで加圧し、車載された各油圧アクチュエータを駆動する圧油として吐出する。油圧アクチュエータには、ブームシリンダ４ｄ、アームシリンダ４ｅ、バケットシリンダ４ｆ、走行油圧モータ（不図示）、旋回油圧モータ（不図示）、第２冷却ファン１７の回転用油圧モータ１８等が含まれる。作動油タンク２０は、旋回フレーム５の右側部分において油圧ポンプ１２の前側に配置されており、各油圧アクチュエータを駆動するための作動油を蓄えている。

第１冷却ファン１４はエンジン１１の左側に配置されており、エンジン１１により駆動されて側面カバー７ａの吸気口７ｃから外気を吸い込んで建屋カバー７内に冷却風を発生させ、発生させた冷却風を主に熱交換器１３に供給する。第２冷却ファン１７はキャブ６と第１冷却ファン１４の間に配置されて旋回フレーム５に搭載されている。第２冷却ファン１７は、油圧モータ１８により駆動されて側面カバー７ａの吸気口７ｃから外気を吸い込んで建屋カバー７内に冷却風を発生させ、発生させた冷却風を主にオイルクーラ１６に供給する。

熱交換器１３はキャブ６の後側に配置され、第１冷却ファン１４に対して冷却風の流通方向の上流側に（左側）に対向した状態で旋回フレーム５に搭載されている。熱交換器１３は、例えばエンジン冷却水を冷却するラジエータ、ターボ過給機によってエンジン１１に供給される吸気を冷却するインタークーラ、エアコンの冷媒を冷却するコンデンサ等を含んで構成されている。熱交換器１３は、ラジエータ、インタークーラ、コンデンサ等で生じた熱を吸気口７ｃから吸い込まれた冷却風に放出することにより、エンジン冷却水、ターボ過給機を通過した吸気、エアコンの冷媒等を冷却する。

オイルクーラ１６も熱交換器の１つであり、本実施形態ではキャブ６と熱交換器１３の間に配置され、第２冷却ファン１７に対して冷却風の流通方向の上流側に（左側）に対向した状態で旋回フレーム５に搭載されている。このオイルクーラ１６は、吸気口７ｃから吸い込まれた冷却風に放熱することで油圧アクチュエータを駆動して作動油タンク２０に戻る作動油を冷却する。

なお、熱交換器１３とオイルクーラ１６の配置は図２等の例示に限られず、オイルクーラ１６と熱交換器１３の位置を入れ替えても良い。この場合、第２冷却ファン１７をエンジン１１で駆動し、第１冷却ファン１４を油圧モータ１８で駆動する。図２〜図５では図示していないが、建屋カバー７の内部において、熱交換器１３及びオイルクーラ１６に対してそれぞれ冷却風の流通方向の上流側（左側）に位置するように防塵ネット等のフィルタ１５（図６）が設けられている。

−駆動システム−
図６は本実施形態に係る建設機械に備わった駆動システムの要部の油圧回路図である。説明済みの要素については、図６において既出図面と同符号を付して説明を適宜省略する。

図６に示した駆動システムは、エンジン１１、油圧ポンプ１２、パイロットポンプ２２、電磁切換弁２３、方向切換弁２４、減圧弁（電磁比例弁）２５、ゲートロック弁２６及びコントローラ３０等を含んで構成されている。本実施形態では、第２冷却ファン１７を油圧モータ１８によって駆動する構成を例示している。油圧モータ１８は油圧ポンプ１２から吐出された圧油で駆動される。油圧ポンプ１２と油圧モータ１８とを接続する吐出ライン１２ａには上記電磁切換弁２３が設けられている。

電磁切換弁２３はスプールに正転位置Ａ及び逆転位置Ｂを有する２位置４ポート切換弁であり、コントローラ３０からの指令信号によりソレノイド２３ａが励磁又は消磁されることで正転位置Ａと逆転位置Ｂとでスプールのポジションが切り換わる。ソレノイド２３ａが消磁された状態では、電磁切換弁２３のスプールはばね力で図中の左側に押し付けられ、油圧ポンプ１２から吐出された圧油が正転位置Ａを経由して油圧モータ１８に図中左側から供給される。これにより油圧モータ１８及び第２冷却ファン１７が正転し、順方向（オイルクーラ１６から第２冷却ファン１７に向かう方向）に冷却風が流れる。反対にソレノイド２３ａが励磁された状態では、電磁切換弁２３のスプールはばね力に抗して図中の右側に移動し、油圧ポンプ１２から吐出された圧油が逆転位置Ｂを経由して油圧モータ１８に図中右側から供給される。これにより油圧モータ１８及び第２冷却ファン１７が逆転し、逆方向（第２冷却ファン１７からオイルクーラ１６に向かう方向）に冷却風が流れる。

また、油圧ポンプ１２から吐出された圧油によって油圧アクチュエータ２７も駆動される。油圧アクチュエータ２７には、ブームシリンダ４ｄ、アームシリンダ４ｅ、バケットシリンダ４ｆ、走行油圧モータ（不図示）、旋回油圧モータ（不図示）等、機体動作に関する油圧アクチュエータが該当する。油圧ポンプ１２と油圧アクチュエータ２７とを接続する吐出ライン１２ａには上記方向切換弁２４が設けられている。

方向切換弁２４は油圧駆動式の３位置切換弁であり、電磁駆動式の減圧弁２５を介して受圧室に導かれるパイロット圧により駆動される。減圧弁２５は走行用操作レバー５３や作業用操作レバー５４（後述）等の操作に応じてコントローラ３０から入力される指令信号により駆動され、パイロットポンプ２２の吐出圧を元圧としてパイロット圧を生成し出力する。パイロットポンプ２２がエンジン１１で駆動される構成を例示的に図６に示しているが、パイロットポンプ２２が他の原動機（電動モータ等）で駆動される構成としても良い。コントローラ３０からの指令により減圧弁２５を介して方向切換弁２４が駆動され、これにより油圧アクチュエータ２７に供給される圧油の流れが制御されて油圧アクチュエータ２７がオペレータの操作に応じて動作する。

ゲートロック弁２６はインターロック装置の一種であり、パイロットポンプ２２と減圧弁２５との間に介在するようにパイロットポンプ２２の吐出ライン上に配置されている。このゲートロック弁２６は電磁切換弁であり、ゲートロックレバー５７の操作に応じてコントローラ３０から出力される指令信号により駆動されて閉位置又は開位置に切り換わる。ゲートロック弁２６が閉位置に切り換わることでパイロットポンプ２２の吐出ラインが遮断され、減圧弁２５によるパイロット圧の生成、ひいては油圧アクチュエータ２７の動作が不能となる。反対にゲートロック弁２６が開位置に切り換わることでパイロットポンプ２２の吐出ラインが開通し、減圧弁２５によるパイロット圧の生成、ひいては油圧アクチュエータ２７の動作が許容される。

コントローラ３０には、差圧センサ５１、温度センサ５２、走行用操作レバー５３、作業用操作レバー５４及びゲートロックレバー５７からの信号が入力される。また、コントローラ３０は入力信号に応じて、電磁切換弁２３、減圧弁２５、ゲートロック弁２６、拡声器６１及び回転灯６２に指令信号を出力する。

差圧センサ５１は、オイルクーラ１６の通風路の前後における冷却空気の差圧Ｐを検出しコントローラ３０に出力する。この差圧センサ５１は建屋カバー７に収容されており、オイルクーラ１６に対して冷却風の流通方向上流側及び下流側に、上記ポスト５ａを介して旋回フレーム５に支持されている（図４）。なお、同様にして熱交換器１３の上流側及び下流側にも差圧センサ５１が設置されている（図４）。

温度センサ５２は、作動油温度Ｔを検出しコントローラ３０に出力する。本実施形態では、図６において電磁切換弁２３と油圧モータ１８とを接続する配管に温度センサ５２を設置した例を示しているが、温度センサ５２は作動油の循環経路上に設置されていれば良い。

走行用操作レバー５３は油圧ショベル１の走行動作を指示するレバーであり、レバー角度を検出するポテンショメータ等の角度センサを含んで構成されている。この走行用操作レバー５３は、油圧ショベル１の走行動作を指示する際のオペレータのレバー操作量を角度センサで検出しコントローラ３０に出力する。

作業用操作レバー５４は旋回体３の旋回動作や作業機４の動作を指示するレバーであり、走行用操作レバー５３と同様にレバー角度を検出するポテンショメータ等の角度センサを含んで構成されている。この作業用操作レバー５４は、旋回体３の旋回動作や作業機４の動作を指示する際のオペレータのレバー操作量を角度センサで検出しコントローラ３０に出力する。

ゲートロックレバー５７は、寝かせた状態でオペレータの降車を妨げるように運転席（不図示）に対する乗降路に設置されたレバー状のゲートであり、油圧ショベル１の操作系のゲートロック弁２６の操作部材を兼ねる。キャブ６においてゲートロックレバー５７を引き上げて乗降路を開放しなければ、オペレータが降車し辛いように構成されている。このゲートロックレバー５７は、レバー角度（又はレバーポジション）を検出するポテンショメータ等のセンサを含んで構成されており、乗降路を遮断した状態であるか開放した状態であるかがセンサで検出されてコントローラ３０に出力される。

−コントローラ−
図７はコントローラ３０の構成を表す模式図である。説明済みの要素については、図７において既出図面と同符号を付して説明を適宜省略する。同図に示すように、コントローラ３０は、記憶部３１、演算部３２、入出力部３３及びタイマー（不図示）を含んで構成されている。記憶部３１はＲＯＭやＲＡＭ、その他のハードディスク等の記憶媒体を含む記憶装置である。この記憶部３１に、制御や演算に必要な各種プログラムや計算式、設定値等が予め格納されている。また、演算部３２で演算された演算値や各センサから入力された信号（入力値）等が記憶部３１に記憶される。演算部３２は例えばＣＰＵであり、記憶部３１からプログラム等を読み込み、入出力部３３を介して入力された信号に基づいて指令値等を演算する。入出力部３３は、各センサからの信号を入力したり、演算部３２で演算された指令値に基づいて指令信号を出力したりする。

コントローラ３０には種々の機能が備わっている。その１つが油圧ショベル１の動作制御である。図７には表していないが、オペレータの操作に伴って走行用操作レバー５３や作業用操作レバー５４から信号が入力されると、コントローラ３０は信号に応じて減圧弁２５に指令信号を出力し、油圧アクチュエータ２７を駆動して油圧ショベル１を動作させる。また、コントローラ３０には第２冷却ファン１７による冷却風を制御する機能も備わっている。本実施形態では第２冷却ファン１７による冷却風を制御する機能であり、コントローラ３０は、予め設定された実行条件（後述）が満たされたら、第２冷却ファン１７の回転方向を逆転させて建屋カバー７の内部の冷却風の風向きを逆流方向に切り換える。

また、図７には表していないが、ゲートロックレバー５７の操作に応じたインターロック機能もコントローラ３０に備わった基本的機能である。ゲートロックレバー５７を引き上げて乗降路の開放された状態がゲートロックレバー５７からの信号で検知されると、コントローラ３０はゲートロック弁２６を閉じ、油圧アクチュエータ２７を動作不能とする。オペレータが運転席に座ってゲートロックレバー５７を押し下げた状態がゲートロックレバー５７からの信号で検知されると、コントローラ３０はゲートロック弁２６を開き、油圧アクチュエータ２７の動作を許容する。

本実施形態のコントローラ３０に備わった特に特徴的な機能は、第２冷却ファン１７の逆転制御に先行して実行する拡声器６１及び回転灯６２の動作制御である。具体的には、コントローラ３０は、建屋カバー７の内部の冷却風の風向きの逆転（本実施形態においては第２冷却ファン１７の逆転動作の実行）について予め設定された実行条件が満たされたら拡声器６１及び回転灯６２に第１報知出力を指令する。そして、第１報知出力から設定時間後に拡声器６１及び回転灯６２に第２報知出力を指令し、その後で第２冷却ファン１７の逆転駆動による風向きの切り換えを実行する。

上記の実行条件は、差圧センサ５１で検出される差圧Ｐが設定値Ｐ１以上であること（Ｐ≧Ｐ１）、及び温度センサ５２で検出される作動油温度Ｔが設定値Ｔ１以上であること（Ｔ≧Ｔ１）の少なくとも一方に該当することである。この実行条件を組み込んだ制御プログラムや設定値Ｐ１，Ｔ１は記憶部３１に予め記憶されている。例えば、差圧センサ５１で検出される差圧Ｐが設定値Ｐ１を超えた場合、フィルタ１５やオイルクーラ１６が目詰りした状態が推定される。温度センサ５２で検出される作動油温度Ｔが設定値Ｔ１を超えた場合も、フィルタ１５やオイルクーラ１６の目詰りが一因として疑われる。この状態を解消するために付着した塵埃を吹き飛ばしてフィルタ１５やオイルクーラ１６を清掃することが第２冷却ファン１７の逆転制御の目的である。つまり、本実施形態においては、この第２冷却ファン１７の逆転制御に先行して拡声器６１及び回転灯６２を制御して周囲の作業者に注意喚起する（後述）。

また、第２冷却ファン１７の逆転制御に関連して、走行用操作レバー５３又は作業用操作レバー５４が操作されている間、冷却風の風向きの逆転（本実施形態では第２冷却ファン１７の逆転動作）の実行を禁止する機能が、コントローラ３０に更に備わっている。この手順についても図８を用いて後述する。

−動作−
図８はコントローラ３０による拡声器６１及び回転灯６２の制御手順の一例を示すフローチャートである。同図の手順は、キースイッチ（不図示）の入り操作によってエンジン１１が始動すると共にコントローラ３０に電源が供給されることで、記憶部３１に格納されたプログラムに従ってスタートする。

図８の手順をスタートしたら、コントローラ３０はまず、フィルタ１５やオイルクーラ１６の通風路の目詰りの有無を判定する（ステップＳ１１）。具体的には、温度センサ５２で検出された作動油温度Ｔと予め記憶部３１に記憶された設定値Ｔ１との比較演算、及び差圧センサ５１で検出された差圧Ｐと予め記憶部３１に記憶された設定値Ｐ１との比較演算を実行する。この比較演算の結果、Ｔ＜Ｔ１でかつＰ＜Ｐ１である場合には、目詰りは生じていないとの推定の下、コントローラ３０は風向きの逆転を実行せずにステップＳ２２（後述）に手順を移す。反対にＴ≧Ｔ１又はＰ≧Ｐ１である場合には目詰りの発生が推定され、コントローラ３０は風向きの逆転の実行準備に移行すべくタイマーを作動させ（ステップＳ１２）、第１報知出力を拡声器６１及び回転灯６２に指令する（ステップＳ１３）。タイマーは経過時間ｔを０から毎秒カウントアップする。第１報知出力は、オイルクーラ１６等に付着した塵埃が建屋カバー７から噴出するエリアからの移動を促すために油圧ショベル１の周囲で作業する作業者に対して行う第１段階の報知である。例えば拡声器６１により断続的な短音を出力したり、比較的遅い回転速度で回転灯６２を作動させたりする。

続いて、コントローラ３０は、第１報知出力の継続時間が予め記憶部３１に記憶された第１の設定時間ｔ１を経過したかを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、経過時間ｔと設定時間ｔ１との比較演算を実行し、経過時間ｔが設定時間ｔ１に到達するまでステップＳ１４を繰り返し実行する。設定時間ｔ１は作業者の移動に要する時間として必要十分な時間であり、例えば６０秒程度に設定することが例示できる。そして、経過時間ｔが設定時間ｔ１に到達したら（ｔ≧ｔ１）、コントローラ３０は経過時間ｔをリセットして経過時間ｔを再び０からカウントアップし（ステップＳ１５）、第２報知出力を拡声器６１及び回転灯６２に指令する（ステップＳ１６）。第２報知出力は、移動した作業者に対して間もなく冷却風を逆流させる旨を警告する第２段階の報知である。例えば拡声器６１により第１報知出力時よりも大きな音を連続的に出力したり、第１報知出力時よりも速い回転速度や光量で回転灯６２を作動させたりする。

続いて、コントローラ３０は、第２報知出力の継続時間が予め記憶部３１に記憶された第２の設定時間ｔ２を経過したかを判定する（ステップＳ１７）。具体的には、経過時間ｔと設定時間ｔ２との比較演算を実行し、経過時間ｔが設定時間ｔ２に到達するまでステップＳ１７を繰り返し実行する。設定時間ｔ２は風向きの逆転の実行直前である旨の通知であり、例えば５秒程度に設定することが例示できる。そして、経過時間ｔが設定時間ｔ２に到達したら（ｔ≧ｔ２）、コントローラ３０は走行用操作レバー５３及び作業用操作レバー５４の信号を基に油圧ショベル１の走行操作又は旋回操作がされているかを判定する（ステップＳ１８）。走行操作又は旋回操作がされていれば、コントローラ３０は第２報知出力を継続しつつステップＳ１８の判定を繰り返す。その後、走行操作及び旋回操作の双方がされていない状態が確認されたら、コントローラ３０はソレノイド２３ａに指令信号を出力（励磁）して電磁切換弁２３を逆転位置Ｂに切り換えて第２冷却ファン１７を逆転駆動する（ステップＳ１９）。これと同時に、コントローラ３０は、経過時間ｔをリセットして経過時間ｔを再び０からカウントアップする（ステップＳ２０）。

続いて、コントローラ３０は、第２冷却ファン１７の逆転動作の継続時間が予め記憶部３１に記憶された第３の設定時間ｔ３を経過したかを判定する（ステップＳ２１）。具体的には、経過時間ｔと設定時間ｔ３との比較演算を実行し、経過時間ｔが設定時間ｔ３に到達するまでステップＳ２１を繰り返し実行する。設定時間ｔ３はオイルクーラ１６やフィルタ１５の塵埃を吹き飛ばすのに必要十分な時間であり、例えば２秒程度に設定することが例示できる。そして、経過時間ｔが設定時間ｔ３に到達したら（ｔ≧ｔ３）、コントローラ３０はソレノイド２３ａへの指令信号の出力を停止（消磁）して電磁切換弁２３を正転位置Ａに復帰させて第２冷却ファン１７を正転駆動する（ステップＳ２２）。これと同時に、コントローラ３０は拡声器６１及び回転灯６２への指令信号の出力を停止して報知出力を停止させ（ステップＳ２３）、経過時間ｔをリセットしてタイマーを停止させる（ステップＳ２４）。タイマーを停止させたら、コントローラ３０は手順をステップＳ１１に戻す。

−効果−
（１）本実施形態によれば、第２冷却ファン１７の逆転駆動に先行して拡声器６１及び回転灯６２を用いて第１報知出力を実行し、油圧ショベル１の周囲で作業する作業者に塵埃の噴出するエリアからの移動を促すことができる。そして、作業者の移動が完了した頃合に拡声器６１及び回転灯６２を用いて第２報知出力を実行し冷却風の風向きを間もなく切り換える旨を報知することで、風向きの逆転が実行されるタイミングを移動した作業者に伝えることができる。このように報知を２段階に分けることで、油圧ショベル１の周囲の作業者の移動時間を十分に確保しつつ、移動し終えた作業者に風向きが切り換わるタイミングを適切に通知できる。

また、作動油温度Ｔと差圧Ｐの上昇によりオイルクーラ１６やフィルタ１５の目詰りを推定しオイルクーラ１６やフィルタ１５の清掃を試行するので、オーバーヒートの発生が抑制できる。

（２）例えば風向きの逆転により塵埃が噴出するエリアから作業者が移動しても、油圧ショベル１が走行して移動したり旋回体３が旋回したりして塵埃が噴出するエリアが変わり、移動した作業者に向かって塵埃が噴出し得る状態に戻ってしまう可能性がある。そこで、本実施形態においては走行操作時又は旋回操作時に冷却風の風向きの逆転を禁止することで、移動完了して作業者が待機している状況において塵埃が噴出するエリアを固定化し、上記のような不具合を抑制することができる。

（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態に係る建設機械に備わった駆動システムの要部の油圧回路図である。図９は第１実施形態の図６に対応する図であり、図９において第１実施形態と同様の又は対応する要素には図６と同符号を付して説明を省略する。

本実施形態が第１実施形態と相違する点は、モードスイッチ５５と手動逆転スイッチ５６が追加され、これらスイッチやゲートロックレバー５７の操作に基づく拡声器６１及び回転灯６２の制御機能（後述）が加わった点である。モードスイッチ５５及び手動逆転スイッチ５６はいずれもキャブ６の内部に配置されており、運転席に座った状態でオペレータが操作できる。

モードスイッチ５５は、自動モード及び手動モードのいずれかの設定の選択に用いるスイッチである。このモードスイッチ５５の選択操作により、風向きの逆転の実行（本実施形態では第２冷却ファン１７の逆転駆動）を自動モード下で自動的に行うか手動モード下で手動操作により行うかが設定される。モードスイッチ５５の選択操作に応じた信号がモードスイッチ５５からコントローラ３０に入力される。本実施形態では、例えば自動モードを選択操作するとモードスイッチ５５からコントローラ３０への信号の出力が停止し、手動モードを選択操作するとモードスイッチ５５からコントローラ３０に信号が出力される。

手動逆転スイッチ５６は、冷却風の風向きの逆転を手動で指示する操作装置である。本実施形態では、例えば手動逆転スイッチ５６がオンの状態（風向きの逆転が手動で指示されている状態）で手動逆転スイッチ５６からコントローラ３０に信号が出力される。反対に手動逆転スイッチ５６がオフの状態では、手動逆転スイッチ５６からの信号の出力が停止した状態となる。

図１０は本実施形態におけるコントローラの構成を表す模式図である。図１０は第１実施形態の図７に対応する図であり、図１０において第１実施形態と同様の又は対応する要素には図７と同符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、手動モードが選択されていることを前提として、冷却風の風向きの逆転が手動で指示された場合、ゲートロックレバー５７がキャブ６の乗降路を遮断していることを条件に風向きの逆転を許容する機能が備わっている。第１実施形態において風向きの逆転の手順は実行条件が満たされたことをもって報知工程を経て自動的に実行されるものであったが、本実施形態では風向きの逆転の実行に関して自動モードか手動モードかを選択できる。つまり本実施形態では手動逆転スイッチ５６により風向きの逆転を手動で指示することができるが、コントローラ３０は自動モードでは手動操作を受け付けず、手動モードが選択されている場合にのみ手動操作を受け付ける。但し、ゲートロックレバー５７によるインターロックが機能している状態（乗降路が開放されている状態）ではコントローラ３０により風向きの逆転が禁止され、手動操作がされても操作は受け付けられない。ゲートロックレバー５７によるインターロックが解除されている状態（乗降路が遮断されている状態）の場合にのみ、コントローラ３０により風向きの逆転が許容されて手動操作が受け付けられる。これらの判定は、モードスイッチ５５、手動逆転スイッチ５６及びゲートロックレバー５７の信号に基づいて行われる。

図１１は本実施形態におけるコントローラによる出力装置の制御手順の一例を示すフローチャートである。図１１は第１実施形態の図８に対応する図であり、図１１において第１実施形態と同様の又は対応する手順には図８と同符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、第１実施形態のステップＳ１１〜Ｓ２４（図８）の手順にステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の手順が加わっている。ステップＳ１〜Ｓ３の手順が加わった点を除き、ステップＳ１１〜Ｓ２４の手順は第１実施形態と同様である。

本実施形態において、図１１の手順をスタートしたら、コントローラ３０はまず、モードスイッチ５５の信号を基に自動モードが選択されているかを判定する（ステップＳ１）。自動モードが選択されていれば、コントローラ３０はステップＳ１１に手順を移し、第１実施形態と同様にステップＳ１１〜Ｓ２４の手順を実行する。本実施形態の場合、ステップＳ２４の手順を実行したら、コントローラ３０はステップＳ１に手順を戻す。

反対に手動モードが選択されていれば、コントローラ３０は手動逆転スイッチ５６の信号を基に風向きの逆転が手動操作されているかを判定する（ステップＳ２）。手動モードが選択されていても手動操作が行われていなければ、コントローラ３０は風向きの逆転を実行せずにステップＳ２２に手順を移す。手動モード下で手動操作がされていれば、コントローラ３０はゲートロックレバー５７の信号を基にインターロックが解除された状態（乗降路が遮断された状態）であるかを判定する（ステップＳ３）。インターロックが機能した状態（乗降路が開放された状態）であれば、コントローラ３０は手動操作を受け付けずにステップＳ２２に手順を移す。インターロックが解除された状態（乗降路が遮断された状態）であれば、コントローラ３０は手動操作を受け付けてステップＳ１２に手順を移す。ステップＳ１２に手順を移すことで、自動モード下で風向きの逆転の実行に関する条件判定の手順（ステップＳ１１）をバイパスして風向きの逆転の報知工程に移行する。ステップＳ１２に手順を移してからの一連の手順（ステップＳ１２〜Ｓ２４）は第１実施形態で説明した通りである。これにより自動実行条件が満たされているかどうかに関わらず、風向きの逆転とそれに先行する周囲への報知をオペレータは任意のタイミングで行うことができる。

以上に説明した点を除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。本実施形態においても自動モード下で第１実施形態と同様の効果を得ることができる。それに加え、手動モード下においては、任意のタイミングでフィルタ１５やオイルクーラ１６の清掃が行えることの他、次の効果が得られる。例えば運転席でオペレータが手動逆転スイッチ５６を操作する際、衣服（例えば袖）が走行用操作レバー５３や作業用操作レバー５４に引っ掛かる等して意図せず油圧ショベル１が動作する可能性がある。また、乗降の際に手動逆転スイッチ５６に体が触れてしまい、意図せずして建屋カバー７の吸気口７ｃから周囲に塵埃が噴出する可能性もある。本実施形態においては、風向きの逆転の手動操作をゲートロックレバー５７に係るインターロック機能に関連付け、操作の意思をもってインターロックを解除した場合にのみ手動操作を受け付ける構成とすることで、上記のような意図しない動作を防止できる。

（変形例）
以上においては、冷却風の風向きを逆転させる機構として、第２冷却ファン１７を油圧モータ１８で駆動する構成とし、油圧モータ１８の回転方向を切り換えることで冷却風の風向きを逆転させる構成を例示した。しかし、冷却風の風向きを逆転させる機構はこのような構成に限定されない。例えば油圧モータ１８に代えて電動モータを採用することもできる。この場合は電磁切換弁２３が不要であり、コントローラ３０で電動モータを直接制御する構成となる。また、モータの逆転により第２冷却ファン１７の回転方向を切り換える構成に限らず、例えば第２冷却ファン１７のブレードの角度を可変とし、同一の回転方向で風向きが逆転する構成とすることもできる。この場合には、コントローラ３０でブレードの角度を制御する構成とする。また第２冷却ファン１７の回転方向が一定となるため、第２冷却ファン１７をエンジン１１で駆動する構成とすることができる。また、エンジン１１で第２冷却ファン１７を駆動する場合、回転方向を変えて伝達できるギヤボックスを第２冷却ファン１７とエンジン１１の間に介在させる構成とすることも考えられる。この場合はギヤボックスをコントローラ３０で制御する。

また、本発明の特徴は風向きの逆転に先行して複数の段階に分けて周囲の作業者に報知することにあり、必要があれば３段階以上に分けて報知する構成としても良い。

自動モードにおいて風向きの逆転の実行条件として、作動油温度Ｔや差圧Ｐの上昇を例に挙げて説明したが、例えばエンジン稼働時間について一定周期で風向きの逆転を実行する等、一定期間の経過を風向きの逆転の実行条件とすることもある。このような場合にも本発明は適用可能である。例えばステップＳ１１の判定で時間経過を判定するようにプログラムすれば良い。

オイルクーラ１６を冷却する第２冷却ファン１７を制御対象とした場合を例に挙げて説明したが、オイルクーラ１６に限らずその他の熱交換器（つまり熱交換器１３）にも同様の課題が存在する。そのため、第２冷却ファン１７の代わりに、又は第２冷却ファン１７に加えて、第１冷却ファン１４にも本発明を適用することができる。この場合、例えばプーリ及びベルト等の動力伝達機構で第１冷却ファン１４と第２冷却ファン１７とを連結し、油圧モータ１８により２つのファンが駆動される構成とすることが考えられる。オイルクーラ１６か熱交換器１３のいずれかの性能低下が疑われる場合に、第２冷却ファン１７と第１冷却ファン１４を一緒に逆転させる態様である。２つのファンを別々に逆転させる必要がある場合には、第１冷却ファン１４を駆動するモータを追加したり、第１冷却ファン１４とエンジン１１の間にギヤボックスを介在させたり、第１冷却ファン１４を可変ブレード式にしたりすることが考えられる。

周囲の作業者に報知出力する出力装置として拡声器６１と回転灯６２の２つを搭載したが、拡声器６１及び回転灯６２のいずれか一方を省略しても良い。また、聴覚的に報知出力する態様としては、拡声器６１で警告音を発する態様には必ずしも限定されず、例えば予め作成又は録音しておいた言葉による第１報知出力及び第２報知出力に関する音声データを再生し出力する態様としても良い。視覚的に報知出力する装置も回転灯６２には必ずしも限定されず、例えば単なるランプを用いて点灯、点滅、点滅間隔、色等を組み合わせて第１報知出力及び第２報知出力を区別して出力する構成でも良い。モニタを設置したテキスト表示を採用又は組み合わせることも考えられる。

また、第１報知出力の継続に関する設定時間ｔ１や第２報知出力に関する設定時間ｔ２、冷却ファンの逆回駆動に関する設定時間ｔ３を６０秒、５秒、２秒とした場合を例に挙げて説明したが、これらは柔軟に変更可能である。作業現場の規模や塵埃の種類や性状、浮遊量に応じて設定時間ｔ１，ｔ２，ｔ３は適宜設定変更可能である。

また、建設機械として油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、例えば油圧クレーン等の他の建設機械にも本発明は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

１…油圧ショベル（建設機械）、２…走行体（車体）、３…旋回体（車体）、４…作業機、４ｄ…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、４ｅ…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、４ｆ…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、６…キャブ、７…建屋カバー、１１…エンジン（原動機）、１２…油圧ポンプ、１３…熱交換器、１４…第１冷却ファン（冷却ファン）、１５…フィルタ、１６…オイルクーラ（熱交換器）、１７…第２冷却ファン（冷却ファン）、２２…パイロットポンプ、２４…方向切換弁、２５…減圧弁、２６…ゲートロック弁、２７…油圧アクチュエータ、３０…コントローラ、５３…走行用操作レバー、５４…作業用操作レバー、５５…モードスイッチ、５６…手動逆転スイッチ、５７…ゲートロックレバー、６１…拡声器（出力装置）、６２…回転灯（出力装置）、ｔ１，ｔ２，ｔ３…設定時間

Claims (4)

1. キャブを有する車体、及び前記車体に設けられた作業機を備え、前記車体は、原動機、前記原動機を覆う建屋カバー、前記建屋カバーの内部に冷却風を発生させる冷却ファン、前記冷却ファンと対向して配置された熱交換器、前記車体の周囲に情報を報知出力する出力装置、及び前記冷却ファンによる冷却風を制御するコントローラを備えた建設機械において、
   前記コントローラは、前記冷却風の風向きの逆転について予め設定された実行条件が満たされた場合に第１報知出力を前記出力装置に指令した後、前記第１報知出力から設定時間後に第２報知出力を前記出力装置に指令し、前記冷却風の風向きを逆転させることを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、前記出力装置は、視覚的又は聴覚的に情報を報知することを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記車体は、走行体、及び前記走行体の上部に旋回可能に設けられた旋回体を含んで構成され、
   前記キャブには、前記走行体を操作する走行用操作レバー、及び前記旋回体を操作する作業用操作レバーが配置されており、
   前記コントローラは、前記走行用操作レバー又は前記作業用操作レバーが操作されている間、前記冷却風の風向きの逆転の実行を禁止することを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記原動機で駆動される油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧油を制御する方向切換弁と、
   パイロットポンプと、
   前記パイロットポンプの吐出圧を元圧として前記方向切換弁を駆動するパイロット圧を出力する減圧弁と、
   前記パイロットポンプと前記減圧弁とを接続する油路に設けたゲートロック弁と、
   前記キャブに設けられ、オペレータの乗降路を開放する位置にあるときに前記ゲートロック弁を閉位置に、前記乗降路を遮断する位置にあるときに前記ゲートロック弁を開位置に切り換える信号を出力するゲートロックレバーと、
   前記冷却風の風向きの逆転の実行を自動モードの下で自動的に行うか手動モードの下で手動操作により行うかを選択するモードスイッチと、
   前記冷却風の風向きの逆転の実行を手動で指示する手動逆転スイッチとを備え、
   前記コントローラは、前記モードスイッチ、前記手動逆転スイッチ及び前記ゲートロックレバーの信号を基に、前記手動モードが選択されていることを前提として、前記冷却風の風向きの逆転が手動で指示された場合、前記ゲートロックレバーが前記乗降路を遮断していることを条件に前記冷却風の風向きの逆転を許容することを特徴とする建設機械。

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